責編丨迦漵
RNA的甲基化具有多種生物學功能，在生物體內參與重要生命過程的核糖體RNA和轉運RNA都是高度甲基化；信使RNA (mRNA) 的帽子結構的鳥嘌呤有N-7甲基的；近年的研究發現: mRNA的內部的鹼基的甲基化參與多種生物學功能的調控，這些研究已逐漸演化成一個全新的學科稱為“表觀轉錄組學”(Epitranscriptome)。目前研究中在生物體內催化RNA甲基化的都是蛋白質，它們利用體內普遍存在的硫腺苷甲硫氨酸 (SAM) 作為甲基供體，催化RNA甲基化。
核酶是具有催化功能的RNA，在生物體記憶體在天然核酶催化多種關鍵反應，包括核糖體催化的蛋白質肽鍵的形成，以及I-類、II-類內含子的自我剪下反應等。運用人工篩選SELEX技術，人們發現了RNA能夠在體外催化多種化學反應。最近德國和奧地利科學家相繼發現了以m6G以及m6PreQ1作為甲基供體的核酶，然而這二者都非生物體內天然的甲基供體。
2021年10月20日，復旦大學生物醫學研究院Alastair Murchie-陳東戎課題組與生命科學院甘建華課題組合作在Nature Catalysis發表了題為 The identification and characterization of a selected SAM-dependent methyltransferase ribozyme that is present in natural sequences的研究論文，發現了首個SAM 依賴的天然甲基轉移酶核酶。
Alastair Murchie-陳東戎課題組運用人工篩選SELEX技術篩選到了以SAM最為甲基供體的核酶，它可以催化特定序列的鳥嘌呤的7-位N原子發生甲基化。課題組和生命科學院甘建華課題組合作，透過X-射線晶體衍射技術，解析了該核酶的結構。該結構總體呈現一個髮夾形狀，區域性具有兩個"假三聯體”結構的堆疊，在SAM加入後，該"假三聯體"中其中一個腺嘌呤從結構中翻轉出去，可以容納SAM的腺嘌呤結構形成堆疊。另外一個面，透過生物資訊學的搜尋，發現生物體內含有多個與這個核酶類似的序列，其中一些序列的在體外具有活性，這些核酶序列在生物體內的生物學功能還待進一步的研究。
該研究成果擴充套件了RNA作為催化劑的催化譜，演示了核酶參與體內RNA甲基化的以及其調控生命過程的可能性，為RNA作為工具在表觀轉錄層面調控生命過程提供了一個新的思路：以核酶精細調控RNA或者DNA的甲基化來進行基因表達的調控。
該研究主要由復旦大學生物醫學研究院助理研究員蔣恆義、生命科學研究博士後高延清共同完成，張磊負責質譜檢測實驗，Alastair Murchie、陳東戎、甘建華為共同通訊作者。生物醫學研究院周新文、張成為本研究提供質譜方面幫助，上海交通大學張薇指導下完成DSC實驗，上海光源提供了X-射線衍射設施。
原文連結：
https://www.nature.com/articles/s41929-021-00685-z
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